细菌的实时光学检测的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及细菌的检测和列举（enumeration)，具体涉及用于检测肉表面上的细 菌的光谱方法、系统和设备。
【背景技术】
[0002] 食源性细菌的早期检测和消除对于延长零售商货架期和防止消费冲击至关重要。 用于通过依靠细菌种类的荧光性确定肉的新鲜性的光谱设备是已知的。在这类设备中，样 品通常暴露于具有某些激发波长的光信号，并且光检测器从样品中检测较长波长的发射光 (荧光）以识别细菌的存在。光谱仪经常是实时的、非侵入性的、非破坏性的和非化学的。 通过细菌的激发和发射光谱的仔细检查，能够构建针对细菌种类检测和识别的"指纹"。因 为发射强度与细菌浓度成比例，所以也可以估计细菌污染的水平。
[0003] 已知的细菌检测设备利用窄带滤波器隔离并且分析在发射信号中的指纹波长。窄 带滤波器通常更昂贵并且比长通滤波器具有更大的衰减系数。
[0004] 在已经制成对专利说明书、其他外国文献或其他信息源的参考的本说明书中，这 主要是为了提供用于讨论本发明特征的上下文。除非具体地陈述，否则对这类外国文献的 参考不解释为这类文献、或这类信息源在任何司法权中是现有技术或构成现有技术的公知 常识的承认。
[0005] 本发明的目的是提供用于检测细菌的光谱方法、系统或设备，或至少提供有用选 择的公开，以朝着减少一些如以上列出的已知设备的缺点的某种方法发展。
【发明内容】
[0006] 在第一方面，本发明可以广泛地由用于检测在照亮的样品中或上的细菌的存在的 方法组成，该方法包括以下步骤：
[0007] 接收第一波段上表示从样品发射的光强度的第一信号，第一波段包含与待检测的 细菌的荧光特性相关联的一个或多个波长，
[0008] 接收第二波段上表示从样品发射的光强度的第二信号，第二波段不包括与细菌的 荧光特性相关联的一个或多个波长，所述第一和第二波段具有重叠区域，
[0009] 比较第一信号和第二信号，以及
[0010] 当比较的输出符合预定阀值标准时，确定细菌种类的存在。
[0011] 优选地，比较第一信号和第二信号的步骤包括：
[0012] 确定表不第一信号的强度的第一值，
[0013] 确定表示第二信号的强度的第二值，以及
[0014] 第一值除以第二值，其中，当除法的输出大于预定阀值时，确定细菌种类的存在。
[0015] 优选地，确定第一和第二值的步骤包括分别在第一和第二波段上对第一和第二信 号积分。
[0016] 优选地，在接收第一和第二信号之前，该方法进一步包括以下步骤：
[0017] 用第一和第二波段外的激发波长的光照亮样品，
[0018] 响应于照亮接收从样品发射的光，以及
[0019] 将发射光滤波为分别在第一和第二波段内的第一和第二滤波光信号。
[0020] 优选地，第一波段具有比第二波段更短的带下限波长（lowerbandlimit wavelength)〇
[0021] 优选地，激发波长短于第一波段的带下限波长。
[0022] 样品可以是肉、蔬菜或水果样品。可替换地，样品是诸如长椅、工具或其他设备的 无生命的样品或表面。
[0023] 在第一实施方式中，细菌种类是假单胞菌。替换地，或附加地，细菌种类是大肠杆 菌。
[0024] 优选地，样品是肉样品。
[0025] 优选地，激发波长为大约405nm〇
[0026] 优选地，第一波段为大约450-800nm并且第二波段为大约580-800nm。
[0027] 在可选实施方式中，细菌种类是丁香假单胞菌猕猴桃致病变种。
[0028] 优选地，样品是水果样品。
[0029] 优选地，激发波长为大约430nm〇
[0030] 优选地，第一波段的下限截止（lowercut-offlimit)为大约600nm并且第二波 段的下限截止为大约850nm。
[0031] 在第二方面，本发明可以广泛地由用于检测样品上细菌的存在的设备组成，该设 备包括：
[0032] 存储器部件，用于存储表示与细菌相关联的预定阀值标准的数据，以及
[0033] 处理器，被配置为：
[0034] 接收第一波段上表示从样品发射的光强度的第一信号，第一波段包含与待检测的 细菌的荧光特性相关联的一个或多个波长，
[0035] 接收第二波段上表示从样品发射的光强度的第二信号，第二波段不包括与细菌的 荧光特性相关联的一个或多个波长，所述第一和第二波段具有重叠区域，
[0036] 比较第一信号和第二信号比较，以及
[0037]当比较的输出符合存储在存储器中的预定阀值标准时，确定细菌的存在。
[0038] 优选地，处理器被配置为通过表示第一信号的强度的第一值除以表示第二信号的 强度的第二值开比较第一信号和第二信号，其中，当除法的输出大于预定阀值时，通过处理 器确定细菌的存在。
[0039] 优选地，第一波段具有比第二波段更短的带下限波长。
[0040] 优选地，激发波长短于第一波段的带下限波长。
[0041] 优选地，设备进一步包括：
[0042] 被布置为对光束滤波并且具有第一有效波段（operativewaveband)的第一长通 滤波器，以及
[0043] 被布置为对光束滤波并且具有第二有效波段的第二长通滤波器，其中，第一和第 二波段具有不同的下限截止波长并且重叠。
[0044] 优选地，设备进一步包括分别相邻于第一和第二滤波器的第一和第二光电倍增 管，用于从第一和第二滤波器接收经滤波的光束并且将表示光强度的第一和第二信号分别 输出至处理器。
[0045] 优选地，设备进一步包括分束器，该分束器相邻于第一和第二滤波器，被布置为接 收光束并且将波束分为分别沿朝向第一和第二滤波器的不同方向横穿的两个波束。
[0046] 优选地，设备进一步包括用于产生光束的光源。
[0047] 优选地，设备进一步包括耦接至光源的光纤电缆，用于将光传输出该设备并且传 输到样品上。
[0048] 优选地，电缆包括纤维束，用于将光从检测器传输至样品并且从样品将光接收回 至检测器。优选地，波束包括用于将光从光源传输至样品从而照亮样品的中心激发纤维、以 及用于响应于照明将从样品发射的光传输至检测器的包围中心激发纤维的发射纤维阵列。
[0049] 优选地，激发纤维光学耦接至光源，发射纤维光学耦接至分束器，电缆光学耦接至 相邻于样品的透镜元件。
[0050] 优选地，透镜被布置为在一个方向上将来自中心激发纤维的激发光束产生到样品 上的感兴趣区域，并且在反方向上将从样品发射的发射光束产生到发射纤维中。
[0051] 样品可以是肉、蔬菜或水果样品。可替换地，样品是诸如长椅、工具或其他设备的 无生命的样品或表面。
[0052] 在第一实施方式中，细菌种类是假单胞菌。替换地，或附加地，细菌种类包括大肠 杆菌。
[0053] 优选地，样品是肉样品。
[0054] 优选地，激发波长为大约405nm〇
[0055] 优选地，第一波段的下限截止为大约450nm，第二波段的下限截止为大约580nm〇
[0056] 在可选实施方式中，细菌种类是丁香假单胞菌猕猴桃致病变种。
[0057] 优选地，样品是水果样品。
[0058] 优选地，激发波长为大约430nm〇
[0059] 优选地，第一波段的下限截止为大约600nm，第二波段的下限截止为大约850nm〇
[0060] 在第三方面，本发明可以广泛地由用于检测样品上细菌的存在的系统组成，该系 统包括：
[0061] 光源，用于以激发光照亮样品，以及
[0062] 光检测器，用于在照亮之后基于从样品发射的光检测细菌的存在，检测器具有：
[0063] 存储器部件，用于存储表示与细菌相关联的预定阀值标准的数据，以及
[0064] 处理器，被配置为：
[0065] 接收第一波段上表示从样品发射的光的强度的第一信号，第一波段包含与待检测 的细菌的荧光特性相关联的一个或多个波长，
[0066] 接收第二波段上表示从样品发射的光的强度的第二信号，第二波段不包括与细菌 的荧光特性相关联的一个或多个波长，第一和第二波段具有重叠区域，
[0067] 比较第一信号和第二信号，以及
[0068] 当比较的输出符合存储在存储器中的预定阀值标准时，确定细菌的存在。
[0069] 优选地，处理器被配置为通过表示第一信号的强度的第一值除以表示第二信号的 强度的第二值比较第一信号和第二信号，其中，当该除法的输出大于预定阀值时，通过处理 器确定细菌的存在。
[0070] 优选地，第一波段具有比第二波段更短的带下限波长。
[0071] 优选地，激发波长短于第一波段的带下限波长。